沙特阿拉伯发现地球上第一个生命的新遗迹

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（A） 展示层状结构的1型叠层石手工样品。（B） 1型叠层石的X射线显微计算机断层扫描（μCT）X-Z横截面图像，暴露出密度更大的内部叠层（红色）。彩色条表示CT密度对应的μCT值的范围；blue=无效。（C） 薄层显微照片，显示叠层石表面的微晶地壳。（D） 毫米级的岩化沉积物颗粒层（黄色箭头）和熔融颗粒（绿色箭头）。（E） 颗粒在外缘附近布满微孔，并在颗粒接触处融合（绿色箭头）。（F） 针状霰石胶结物（AA）在晶粒（G）边缘周围形成。来源：地质学（2024）。DOI:10.1130/G51793.1

（）据美国地质学会（Arianna Soldati）：叠层石是地球上最早的生命地质记录。这些奇特的生物结构是由藻类地毯向阳光生长并沉淀碳酸盐组成的。在3.48 Ga前首次出现后，叠层石作为唯一活着的碳酸盐工厂统治了地球近30亿年。

叠层石也是大氧化事件的部分原因，大氧化事件通过引入氧气极大地改变了我们大气的组成。这种氧气最初消除了叠层石的竞争，使它们在太古宙和早元古代环境中脱颖而出。然而，随着越来越多的生命形式将其新陈代谢适应含氧大气，叠层石开始减少，只有在大灭绝或困难的环境中才会出现在地质记录中。

《地质学》一项新研究的作者Volker Vahrenkamp解释道：“细菌总是存在，但它们通常没有机会制造叠层石。”。“它们在很大程度上被珊瑚所击败。”

在现代，叠层石被归入生态位极端环境，如高盐度海洋环境（如澳大利亚的鲨鱼湾）和碱性湖泊。直到最近，唯一已知的现代类似于生物多样性的开放浅海环境的地方是巴哈马的埃克苏马群岛，那里是大多数元古代叠层石发育的地方。

也就是说，直到Vahrenkamp在沙特阿拉伯红海东北陆架的Sheybarah岛上发现了活的叠层石。当他偶然发现这个不起眼的叠层岩场时，他正在研究tepee结构——从太空中可以看到的盐壳圆顶。这一发现令人惊讶，但幸运的是，瓦伦坎普是此前在巴哈马群岛见过叠层石的少数人之一。

瓦伦坎普解释说：“当我踩到它们的时候，我就知道它们是什么。”。“这里有2000公里的碳酸盐台地海岸线，因此原则上这是寻找叠层石的理想区域……但巴哈马也是如此，但只有一个小区域可以找到它们。”

Sheybarah岛是潮间带到浅潮下带，有规律地交替的湿润和干燥条件，极端温度在8°C到>48°C之间波动，营养不良，很像巴哈马群岛。由于类似的环境条件广泛分布在Al-Wajh碳酸盐岩平台上，附近可能还有其他叠层石田。Vahrenkamp和他的团队已经开始了这项勘探工作，但叠层石很小，直径约15厘米，因此在非常接近之前很难发现。

Sheybarah岛油田有几百个叠层石。有些是完善的、完美的教科书例子。其他的则更像片状，浮雕较低。“也许它们可能是幼年的，”Vahrenkamp假设，“但我们不知道婴儿叠层石是什么样子的。它们必须从小开始，但我们不清楚。”

部分问题在于我们不知道叠层石的生长速度有多快。它们的年代测定非常困难，因为它们含有两种不同的碳酸盐成分，几乎不可能分离：一种是令人感兴趣的新微生物沉淀的成分，另一种是环境中存在的碳酸盐砂，这具有误导性。目前，瓦伦坎普的团队每月都会对场地进行监测，以记录任何视觉变化。很快，可能会有人试图将一些谢巴拉岛叠层石转移到水族馆并在那里种植——这是一个令人兴奋的实验前景。

瓦伦坎普的发现为我们更好地了解叠层石的形成和生长提供了机会。这将为地球上的早期生命和海洋进化提供见解，甚至可能帮助我们在火星等其他行星上寻找生命。火星上的生命会是什么样子，我们将如何识别它？在我们的星球还没有氧气化的大气层之前，研究叠层石是地球上最早的生命形式，这是一条最有希望的途径。